[实用新型]海水电脱盐装置

说明书

技术领域

本实用新型提供一种新型的可实现能量回收的低能耗海水电脱盐装置，该 电脱盐装置可用于海水或苦咸水淡化，或含离子废水的净化与金属回收。

技术背景

目前国内外常用的除盐方法，主要采用蒸馏法，电渗析，离子交换，多层 闪蒸，反渗透等。对于海水或苦咸水淡化多采用后两种方法。上述方法中，电 渗析的优点在于操作方便，适合处理高含盐的水，属粗除盐设备，缺点在于水 耗和电耗较大，且其进水要求较高；离子交换用填充床或混床，属传统工艺， 优点在于设备投资较低，缺点在于运行成本高，需要化学再生造成二次污染或 需要二次净化，对操作人员要求稍高，一般处理含盐浓度不高的废水；反渗透 (RO膜法)，在中国市场上仅十年左右，如新近公开的200710017966.6号专利 申请，就是采用反渗透膜及装置进行脱盐的处理工艺，将海水通过自清洗过滤 器，至超滤装置中进行预处理，经增压过滤去除反渗透系统进水中可能存在的 微小颗粒，再提升反渗透装置进水压力，进行脱盐处理；该方法优点在于自动 化程度高，吨处理成本4.02元/吨，去除率高于电渗析，操作方便；缺点在于 投资较大，虽然运行成本较电渗析低，但仍然高达4-5度电/吨水，且对进水 要求较高，需除去大于1微米的所有颗粒；同时得水率较低，每2至3吨原水 才能制备1至2吨淡水。由于全球淡水的日趋紧张，进一步降低海水或内陆苦 咸水淡化的成本，已成为世界许多国家研究的热点和难点。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种低成本，低 能耗，无二次污染的海水或内陆苦咸水淡化用的海水电脱盐装置，本装置同样 适用于回收苦咸水或海水中的盐，或金属矿废水中的金属离子，或用于净化一 些含有带电粒子的废水。

为实现上述目的，本实用新型提供一种新型的可实现能量回收的低能耗的 海水电脱盐装置。该电脱盐装置是利用活性炭电极独特的双电层吸附特性，形 成了超级电容的结构特性，在充电与脱盐过程中，离子或带电荷的粒子将吸附 富集于该电脱盐装置中的活性炭电极上，回收净化后的水或淡水。在放电与电 极再生的过程中，离子或带电荷的粒子从活性炭电极上解吸出来，回到溶液体 系中，得到浓盐水。本发明装置包括阴阳集电极[2、3]、活性炭阴阳电极[2a 3a]、 入水口[4]、淡水出口[5]和浓缩液出口[6]，其特征是在电绝缘脱盐容器[7]内 设置由集电阴极[2]活性炭阴极[2a]组成的阴极板以及由活性炭阳极[3a]集电 极阳极[3]组成的阳极板，在阴极板与阳极板之间布设可透分离介质，阴阳集电 极分别与电源正负极相联接。

本实用新型装置的阴极板和阳极板为各自紧密接触的叠合体，集电阴极[2] 与活性炭阴极[2a]之间以导电接触层叠配置；活性炭阴极与可透分离介质之间 以紧密接触层叠配置；可透分离介质、活性炭阳极[3a]和集电阳极[3]依次按层 叠接触配置；阴阳集电极分别与直流电源的正极、负极相联接。集电极可以是 紫铜、钛、导电聚合物、石墨或任何可耐受使用环境的金属或非金属材料制成， 在金属集电极上以导电良好的方式连接并紧密固定一块相同尺寸的特制活性炭 电极，即作为活性炭阴极和阳极使用的是比表面积为1000～3000m²/g的专用电 极活性炭。可透分离介质为有机树脂类离子透膜或无机分离介质，有偏聚四氟 乙烯、醋酸纤维膜、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯、聚丙烯类有机树脂膜，无机分 离介质为各种普通活性炭，如竹炭、汽油吸附炭、食糖炭，其比表面积应≤ 1000m²/g，作分离介质用的活性炭占两电极板之间容积的30～50％。叠合在集电 极上的炭电极之间布设离子透膜或无机活性炭分离介质，使得在充电的过程中 帮助分离带电离子或粒子。

本装置的结构还设计为：与绝缘容器成一体在其端部带有集水槽[9]容器[7] 两端的内上方固定有支撑块[8]，使装在阴极板与阳极板顶部的电极板架[1]带 动极板在支撑块上作平行移动，在集水槽[9]端支撑块[8]之间的内壁上开有进 水口[4]，容器另一端下部的两边与中部分别开有浓缩水出口[6]及淡水出口 [5]。该装置的入水管、淡水出口和浓缩液出口均与布孔水管相连通，以保证水 流均匀；入水管除顶部其周边布有水孔，位于容器中部的净水管周围均有布水 孔，位于电极板下方的浓缩液收水管靠电极一侧带有布水孔。

采用本实用新型装置进行海水电脱盐的方法如下：